Architecture d'un système embarqué
Un système informatique embarqué reçoit des informations du monde réel par le moyen de capteurs.
Il mémorise et traite ces informations avec des algorithmes.
Il agit sur le monde réel par le moyen d'actionneurs.
1- Les capteurs
Définition : Capteur
Dispositif pour obtenir des informations du monde réel et les envoyer sous forme numérique à un ordinateur.
Exemple :
Capteur de température, pression, vitesse, interrupteur...
Exemple : Capteur optique de type barrage
 | Émetteur et récepteur sont situés dans deux boîtiers séparés. C'est le système qui autorise les plus longues portées, jusqu'à 30 m pour certains modèles. Le faisceau est émis en infrarouge. A l'exception des objets transparents qui ne bloquent pas le faisceau lumineux, il peut détecter des objets de toutes natures (opaques, réfléchissants ...), ceci avec une excellente précision grâce à la forme cylindrique de la zone utile du faisceau. |
Exemple : Capteur optique de type reflex
 | Émetteur et récepteur sont regroupés dans un même boîtier. En l'absence de cible, le faisceau émis en infrarouge par l'émetteur est renvoyé sur le récepteur par un réflecteur. Celui-ci est constitué d'une multitude de trièdres tri-rectangles à réflexion totale et dont la propriété est de renvoyer tout rayon lumineux incident dans la même direction. La détection est réalisée lorsque la cible bloque le faisceau entre l'émetteur et le réflecteur. C'est donc un système qui n'est pas adapté pour la détection d'objets réfléchissants qui pourraient renvoyer une quantité plus ou moins importante de la lumière sur le récepteur. |
Exemple : Capteur optique de type proximité
 | Comme pour le système reflex, émetteur et récepteur sont regroupés dans un même boîtier. Le faisceau lumineux, émis en infrarouge, est renvoyé vers le récepteur par tout objet suffisamment réfléchissant qui pénètre dans la zone de détection. La portée d'un système proximité est inférieure à celle d'un système reflex. |
Exemple : Capteur inductif de proximité
 | Les capteurs inductifs sont des capteurs produisant un champ magnétique à leur extrémité, et qui permettent de détecter n'importe quel objet conducteur situé à une distance dépendante du type de capteur. Si un matériau conducteur se trouve dans la zone d'action du capteur, celui-ci sera automatiquement détecté. (source) |
Exemple : Capteur de position
 | Les capteurs de position sont des capteurs de contact. Ils peuvent être équipé d'un galet, d'une tige souple, d'une bille. L'information donnée par ce type de capteur est de type tout ou rien et peut être électrique ou pneumatique. (source) |
2- Les actionneurs
Définition : Actionneur
Dispositif chargé d'agir sur le monde réel en fonction d'informations reçues de l'ordinateur. Dans une machine, un actionneur est un objet qui transforme l'énergie qui lui est fournie en un phénomène physique qui fournit un travail, modifie le comportement ou l'état d'un système. (wikipédia)
Exemple :
Lampe, Vanne, Vérin, moteur, radiateur...
Exemple : Vérin pneumatique équipé de capteurs de position ILS
 | Un vérin pneumatique est un actionneur linéaire dans lequel l'énergie de l'air comprimé est transformée en travail mécanique. Un piston muni d'une tige se déplace librement à l'intérieur d'un tube. Pour faire sortir la tige, on applique une pression sur la face avant du piston, et sur la face arrière pour faire rentrer la tige. (source ) Un vérin peut être équipé de deux capteurs de position de type ILS (Interrupteur à lame souple) qui vont détecter le champ magnétique délivré par le piston. |
Exemple : Moteur électrique de portail automatisé
 | C'est un actionneur qui permet, à partir d'un courant électrique continu, de faire tourner un mécanisme. L'actionneur moteur transforme une énergie électrique en une énergie mécanique. |
3- La carte programmable
Une carte programmable intègre un microprocesseur qui effectue tous les traitements et qui stocke le code du programme |  |
4- Le programme
Avant d'écrire le programme d'un système informatique embarqué, on peut exprimer le problème à résoudre sous la forme d'un algorithme.
Exemple : Algorithme de contrôle d'un bouton-poussoir
Faire tant que
si le bouton a est pressé alors
afficher 1
sinon
afficher 0
Les instructions spécifiques aux capteurs et actionneurs sont écrites dans un programme à l'aide de variables, d'instructions conditionnelles, de boucles et de fonctions.
Exemple : Programme Python d'un bouton-poussoir
While True:
if button_a.is_pressed:
display.show("1")
else:display.show("0")
Pour exécuter et tester un programme d'un système informatique embarqué, il faut l'implanter dans la carte programmable.
Pour cela, on réalise l'opération de téléversement.
Le téléversement consiste à implanter le programme dans la mémoire de la carte programmable.
5- L'interface homme-machine
Une interface est un dispositif (écran, boîtier, manette, commande vocale...) qui fait le lien entre l'utilisateur et la machine. Pour concevoir l'application qui pilote un système informatique embarqué, on utilise un logiciel qui permet de dessiner les éléments graphiques de l'interface et de leur associer un programme. |  |
